ACE:金色观察｜Chainspace：分片智能合约平台

当区块链进入吞吐量瓶颈后，可以将网络分片成多个链，由不同的共识组产生区块，不同的区块生产者可以并行处理不同的交易，从而将交易负载分散，增加链上的整体吞吐量。

设计这样的分片区块链系统的关键两点是：

1.设计一个可用于跨分片交易的协议，来原子性地访问和修改状态。

2.增强交易模型，使得智能合约能够被设计为跨片并行运行。

这样设计的目的是为了防止不同分片中的交易冲突，这种情况，需要一个协议来实现原子性的跨分片交易。

Chainspace即是一种支持智能合约的分布式账本系统，它通过分片的方式，允许节点并行处理链上交易。因此主要设计目标是允许原子性的跨分片交易。

具体来说Chainspace是一个可以随着节点数量的增加而无限扩展的系统，可以容忍拜占庭式的故障，并且可以被完全公开地审计。

具体操作上，Chainspace提出了‘对象’，一个类似 UTXO 的数据模型，用于支持原子性的智能合约，从而允许在不同的分片上并行处理交易。

金色晨讯 | 8月4日隔夜重要动态一览:21:00-7:00关键词：比特币市值、推特、CME、瑞士

1.比特币市值超越可口可乐。

2.推特：或将因比特币局安全漏洞损失高达2.5亿美元。

3.CME比特币期货8月合约收报11620美元。

4.外媒：俄罗斯政府禁止匿名向在线钱包存款。

5.美联储布拉德：预计第三季度经济将出现大幅反弹。

6.首家瑞士国有银行将于2021年启动比特币托管和交易。

7.ETH期货日交易量创近140亿美元的历史新高。

8.比特币期货未平仓合约上周六创历史新高。

9.兰州打掉诱导受害人购买数字货币的电信网络犯罪团伙。

10.比特币小幅下跌，日内最低报11157美元，最高报11470.05美元。[2020/8/4]

提出了一个新的分布式的原子性的状态确认协议，称为 S-BAC ，用于跨多个拜占庭节点，对通用智能合约的交易进行分片处理，并正确协调这些节点以确保安全性、可用性，以及防破坏性。

共为2020?| 金色财经CEO安鑫鑫：共话区块链行业下一个十年的发展与突破:金色财经现场报道，2020年6月21日，由金色财经主办的共为2020·区块链创新应用论坛在深圳拉开帷幕。本次会议由币核科技冠名赞助、HBTC作为战略合作企业。金色财经CEO安鑫鑫现场进行《共为·2020》欢迎致辞指出，2020注定是不平凡的一年，全球范围疫情席卷，打破了正常经济运行节奏，带来了巨大的不确定性，对许多行业造成了不同程度的冲击。困境逼迫我们进化。危与机并存，此时是危险的时刻，是生死攸关的时刻，更是测试决策能力的时刻，危中有机，在逆境寻找逆势上扬的机会。我们今天的大会主题叫“共为2020”，我们希望与更多同仁志士，共襄时势，共谋发展，创新突破，大有可为。本次大会围绕“区块链应用创新”这一方向，从洞察、破局、创新、抢滩四个纬度的10个热点话题展开深入探讨，共话区块链行业下一个十年的发展与突破。更多详情见原文链接。[2020/6/21]

对象和合约

金色相对论 | 杨玉梅：延续精投的投资逻辑 把每一个项目都做到极致:在本期金色相对论中，节点资本管理合伙人杨玉梅发言指出：长远来看，整个行业的发展愈发成熟，不论应用落地还是行业人员素质等各方面都在不断的提升，都在稳步发展。但短期来看，目前还找不到2017年或者2018年上半年那样的猛烈行情。我相信随着大环境的改善，整个行业未来是非常可期的。

节点的投资逻辑始终没有变过，从创立之初一直专注于区块链行业，致力于发现并寻找行业里的领袖企业，着力打造产业生态，形成协同发展的生态效应。在这样的投资逻辑下，去寻找最有价值的项目和团队。就目前的行情，我们更着重于技术本身、商业逻辑和团队实力。节点资本从2016成立，从成立到现在共投了近300个项目。我们在前两年是广撒网的投资方式，投了200多个。但是从2019年开始，投资节奏全部放缓，采取精投的投资方式，锁定了十个股权类的项目。今年我们依然延续精投的投资逻辑，为行业去寻找和挖掘更加优秀的项目及团队，争取所投项目皆精品，同时，我们也会对每一个所投企业加强投后服务，支持他们更快更好的发展，然后把每一个项目都做到极致。[2020/2/13]

Chainspace的对象是指系统中持有状态的原子。所有的对象都有基于密码学的唯一标识符，用来明确地指代该对象，对象也有一个类型，类型包含了定义了它们的智能合约的唯一标识符，以及类型名称。

分析 |金色盘面： XLM/USDT短线上涨明显:金色盘面综合分析：XLM/USDT短线上涨明显，先行关注0.22阻力，下跌风险犹存[2018/8/9]

在 Chainspace 中，对象状态是不可变的。但对象可以处于两种‘元’状态，即活动或不活动。活动的对象可以通过智能合约的过程进行操作，而不活动的对象则是为了审计的目的而保留。

合约则是特殊类型的对象，它包含，关于如何操纵合约所定义的其他类型的对象的，可执行信息。它们定义了一组初始对象，这些对象在 Chainspace中随着合约首次创建时被创建。并随着合约逻辑运行，最后输出结果。

每个智能合约，会定义一个检查器，检查器是纯函数，会将合约运行过程以及输入、输出、引用和局部变量作为参数。即获取合约数据。

金色财经现场报道 全球区块链未来领袖公益基金成立:金色财经现场报道，今日粤港澳大湾区新金融论坛上，全球区块链未来领袖公益基金成立。该公益基金会将参照诺贝尔基金会体制机制，设置评审委员会；设置密码学、架构学、和分布式技术奖；区块链共识机制&经济制度设计奖；区块链应用和社区协同三项大奖；明年开始通过全球海选，选出未来区块链领袖进行奖励。该公益基金会成立在瑞士或开曼群岛；拟釆取捐献比特币或其他币的形式。公益基金会将凝聚区块链行业精英，推动区块链行业创新发展，塑造创始会员社会责任感形象。[2018/4/7]

Chainspace系统虽无视过程，只依赖检查器。但应用程序可以使用过程来创建有效的交易。

客户端会打包足够的关于执行这些过程的信息，以允许 Chainspace 安全地将其执行序列化，这样一来，只有在所有交易，根据相关的智能合约的检查器，是有效的情况下，才会原子性的将交易确认。

系统的分片结构

Chainspace系统由管理有效对象，并确保仅提交有效交易的，基础节点网络组成。一个关键的设计目标是在高交易吞吐量和低延迟方面实现可扩展性。为此，节点被组织成分片，它们管理对象的状态，确保对象的有效性，并记录中止或确认的交易。

在每个分片中，所有诚实的节点都确保他们在是否接受交易的问题上完全一致：对象在任何时刻是活动的还是不活动的，以及从它们所涉及的合约得到的痕迹，按照合约的检查器，是否是有效的。

跨分片时，如果所有分片都愿意确认交易，节点必须确保交易被确认，如果任何分片决定中止交易，由于检查器返回‘假’或对象不活动，节点必须确保交易被拒绝（或中止）。为了满足这些要求，Chainspace 实现了S-BAC协议，是一种以新颖的方式组合现有的拜占庭一

致性，和原子性确认的基本概念的协议。

确认（或中止）交易的共识过程在不同的分片中并行进行。为了透明性和可审计性，每个分片中的节点会周期性地发布，由检查点组成的，有签名的区块链：分片将证据组成的区块（是

一个默克尔树）添加到区块链上，证据包括在当前周期处理的交易，以及来自其他节点的有签名的承诺。

在 Chainspace 中，一个交易是由组成该交易的过程生成的，执行痕迹的序列，以及它们之间的相互依赖关系所表示的。这些都是由最终用户的客户端计算和打包的，其中包含了检查器建立交易的正确性，所需的所有信息。

交易是一种数据结构，为了生成一组构成交易的痕迹，用户在客户端，依据输入对象、引用和本地变量，执行所有包含在智能合约中的过程，并为每个过程生成输出对象和本地返回值。因此，交易背后的实际计算由用户执行，形成交易的痕迹中，已经包含输出对象和返回值，以及足够的信息，以便通过智能合约的检查器，检查其有效性。

一个合约过程可以调用另一个智能合约的交易，给它指定参数，并依赖于它的返回的值。这是通过将变量传递给智能合约的检查器来实现的。

除了执行交易外，Chainspace 客户端还需要读取对象的状态以正确形成交易。即使它们被用作交易的输入或引用，读取本身不会使系统接受不一致的状态。

因此，任何机制都可用于向客户端公开对象的状态，此外，可以使用任何索引机制来允许客户端更快地检索具有特定特征的对象。

隐私

将智能合约逻辑定义为检查器允许 Chainspace 通过特定的设计，支持隐私友好型合约。在此类合约中，对象中的某些信息不是公开的的，而是使用公钥加密，或者使用安全提交方案进行提交。交易仅包含有效的证据，表示智能合约过程的逻辑或不变量，被正确应用或各自持有，并且可以采用零知识证明或简洁知识论证（SNARK）的形式。

Chainspace 使用分片策略来确保可扩展性，公共函数将每个对象映射到一组节点，这些节点共同受托管理对象的状态、确保其有效性、记录涉及到对象的交易，并最终提交至多一个使用对象作为输入，并使输入对象变为不活动状态的交易。但是，只有当节点确定所有其他节点已经，或即将要，通过消费这些对象，记录相同交易时，它们才能将该交易记录为已确认。这种分布式算法称为‘分片内共识算法’。

Chainspace 通过结合拜占庭协议和原子性确认协议，提出了分片拜占庭式原子确认（S-BAC）协议，在拜占庭和异步条件下，处理交易的分片内共识算法。其中：

拜占庭协议确保大小为 3 f + 1 的分片的所有诚实成员，能就特定公共操作序列达成一致，即使分片中包含 f 个恶意节点。协议还能够保证，在寻求达成协议时，最终将商定一项决议或顺序动作。共识协议在每个分片内执行，以协调所有节点。通过PBFT 的MOD-SMART实现用于状态机复制，从而使通信步骤的数量最优化。

原子性提交协议跨越所有分片运行，这些分片管理了交易涉及的对象。它要求每个分片都需要同意确认交易，来使交易被确认；即使只有一个分片拒绝该交易，所有的‘同意’都会被否决。

在 Chainspace 中，每个交易在管理它的输入和引用的分片中，均涉及固定数量的相关节点。如果两笔之间的相关节点集不交叉，则它们之间就不存在冲突，并且可以并行执行或以任意顺序执行。

但是，如果两个交易之间存在共同的输入对象，则所有节点只接受其中的一个交易。这一过程将通过 S-BAC 协议来实现。这一过程仅与管理冲突交易的节点有关，因此它是局部性的，而不需要全局性的共识。

PS：Chainspace是模块化区块链Celestia的技术原理，以上内容整理摘录于Celestia白皮书。

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